基于數字電視系統的嵌入式linux操作系統實(shí)現
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數字電視是在電視信號產(chǎn)生后的處理、傳送、接收、記錄等過(guò)程都采用數字技術(shù)的電視。在設計數字電視系統時(shí)，應用于傳統模擬電視系統中的硬件，不能滿(mǎn)足音頻、視頻和數據處理等功能的需要，因此，數字電視系統需要更高性能的處理器和大規模的存儲器。嵌入式操作系統可以有效的管理這些硬件資源。
本文將嵌入式linux操作系統移植到一個(gè)數字電視上，使其能夠接收數字廣播節目。為了將操作系統移植到數字電視系統上，需要修改內核和交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境，重新設計基本的設備驅動(dòng)，配置系統的存儲器映像以便加載內核到主存儲器中，并且設計一個(gè)總線(xiàn)接口設備的驅動(dòng)程序來(lái)控制整個(gè)系統。
2.數字電視操作系統
數字電視比模擬電視能夠提供更優(yōu)質(zhì)的電視圖像和更多的視頻服務(wù)。它采用改進(jìn)的掃描線(xiàn)和水平清晰度獲得高質(zhì)量的視頻效果，同時(shí)采用AC3或MPEG2壓縮技術(shù)來(lái)獲得高質(zhì)量的音頻效果。數字電視的節目不但便于存儲，而且還可以通過(guò)眾多的媒介進(jìn)行傳播。因此，數字電視系統需要處理大量的數據。如在EPG（電子節目指南）服務(wù)中，被提取出來(lái)的數據被修改并存儲后作為一個(gè)畫(huà)面打印至OSD（屏幕菜單式調節）界面，在這個(gè)過(guò)程中需要靠操作系統來(lái)不斷地接收到被篩選、存儲后的信號，同時(shí)產(chǎn)生屏幕畫(huà)面。
市場(chǎng)上的數字電視系統包括如pSOSTM (Windriver Inc.)等的商業(yè)操作系統，這些系統具有高可靠性和最優(yōu)化的特點(diǎn)，但要支付昂貴的版稅。如果在數字電視系統中使用嵌入式linux操作系統，則不用支付版稅費用。嵌入式linux操作系統還有其他一些優(yōu)點(diǎn)，如有開(kāi)放源代碼的設備驅動(dòng)程序及應用程序的存在，大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間；利用shell、文件系統及模塊功能方便了開(kāi)發(fā)環(huán)境的配置；許多問(wèn)題可以在開(kāi)源社區得到快速解決等。
3.商業(yè)數字電視系統
數字電視的結構
數字電視系統包括數字處理模塊、視頻處理模塊、射頻模塊、LCD驅動(dòng)模塊和模擬輸出模塊，其結構如圖1所示。
數字處理模塊負責控制其它模塊和執行程序。它由MCU、SDRAM、FLASH存儲器、UART、I2C總線(xiàn)接口構成。視頻處理模塊把從射頻模塊捕獲的數據解碼生成視頻、音頻和文本消息。它由一個(gè)信號處理單元（SPU）和一個(gè)SDRAM構成，SDRAM中包含被顯示的數據幀。射頻模塊接收數字廣播信號，并且將該信號解調成數據流。LCD驅動(dòng)模塊控制LCD面板。模擬輸出模塊控制視頻-音頻信號輸出和輸出信號。數字處理模塊通過(guò)I2C總線(xiàn)，控制射頻模塊、LCD模塊和模擬輸出模塊，同時(shí)通過(guò)DMA控制視頻處理模塊。
硬件構成
在數字電視系統中，數字處理模塊的核心是ARM7TDMITM，它不包括MMU（存儲器管理單元）。在數字電視系統中MCU只支持大端格式[5]，存儲器映射由MCU內的系統管理寄存器來(lái)配置，在系統運行之前，嵌入式linux內核運行在flashROM中，當系統運行時(shí)，內核被拷入ram中。除了ROM和RAM外，外設也經(jīng)常被使用。這些設備被映射到一個(gè)線(xiàn)性存儲器映射單元，且可以按同樣的方式尋址。。MCU的中斷控制器包括21個(gè)中斷資源（其中17個(gè)來(lái)自?xún)炔吭O備，4個(gè)來(lái)自外部設備）。數字處理模塊中的定時(shí)器是一個(gè)32位的間隔模式定時(shí)器。在系統中用串口設備如UART（通用異步收發(fā)器）來(lái)打印啟動(dòng)過(guò)程中的消息和程序出錯信息，由于射頻模塊、LCD驅動(dòng)模塊、模擬輸出模塊都是由MCU通過(guò)I2C總線(xiàn)控制，因此，在MCU和I2C串行總線(xiàn)之間需要一個(gè)接口。在這里使用PCF8584 (Philips Inc.)。圖2描述了MCU和I2C總線(xiàn)之間的連接。
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